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鋁合金鑄造工藝探討

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鋁合金鑄造工藝探討

發布日期:2017-04-08 00:00 來源:http://gt-e.cn 點擊:

    鑄造鋁合金的工藝(yi)特點 

  1、 Al-Si 系(xi)鑄造合金 

  Al-Si 系(xi)鑄造(zao)(zao)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de) Si 含量一(yi)般(ban)為(wei) 5%―13%,屬于亞共(gong)晶(jing)和(he)共(gong)晶(jing)型合(he)金(jin)(jin)(jin)。也有Si 含量超過 15%的(de)過共(gong)晶(jing)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)。Al-Si 系(xi)具有良(liang)好(hao)(hao)的(de)鑄造(zao)(zao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,氣密(mi)性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao),流(liu)動性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao),熱(re)(re)裂(lie)傾向小(xiao)。在 Al-Si 系(xi)合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)主要的(de)強(qiang)化相有 Al2Cu、Mg2Si 和(he) Al2CuMg,經(jing)過變(bian)質處理(li)和(he)熱(re)(re)處理(li)后(hou),合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能會顯著提高,加上較(jiao)好(hao)(hao)的(de)鑄造(zao)(zao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,Al-Si系(xi)合(he)金(jin)(jin)(jin)是鑄造(zao)(zao)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)品(pin)種最(zui)多(duo),應用最(zui)廣(guang)的(de)。ZL102 合(he)金(jin)(jin)(jin)為(wei)共(gong)晶(jing)型合(he)金(jin)(jin)(jin),具有好(hao)(hao)的(de)鑄造(zao)(zao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,流(liu)動性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao),沒(mei)有熱(re)(re)裂(lie)傾向,氣密(mi)性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao)。但由于生成的(de)共(gong)晶(jing)硅(gui)(gui)為(wei)粗大(da)的(de)針狀(zhuang)和(he)片狀(zhuang),割裂(lie)了(le)鋁(lv)基體組織,力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)切(qie)削(xue)加工性(xing)(xing)(xing)(xing)能差,所以合(he)金(jin)(jin)(jin)需要變(bian)質處理(li),改變(bian)硅(gui)(gui)的(de)形態,使共(gong)晶(jing)硅(gui)(gui)變(bian)細(xi)。ZL114A 具有較(jiao)好(hao)(hao)的(de)鑄造(zao)(zao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,具有較(jiao)高的(de)強(qiang)度(du)且(qie)具有較(jiao)好(hao)(hao)的(de)塑性(xing)(xing)(xing)(xing),可焊性(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)好(hao)(hao),在航(hang)天航(hang)空和(he)軍工領域有廣(guang)泛的(de)應用。 

  2、 Al-Cu 系鑄造合金 行星盤、斜盤

  Al-Cu 系鑄造(zao)合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong) Cu 含(han)量在(zai)(zai) 4.5%―11%范(fan)圍(wei)內,Al2Cu 是最主要的(de)(de)強化(hua)相,在(zai)(zai)室溫(wen)(wen)和(he)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下有較(jiao)好的(de)(de)強度(du)和(he)熱(re)(re)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)而且具有較(jiao)好的(de)(de)切削加工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。但是鑄造(zao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比 Al-Si 系鑄造(zao)合(he)(he)金(jin)(jin)差(cha)(cha)、氣密性(xing)(xing)(xing)低(di)(di)(di)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)差(cha)(cha),特別是熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)較(jiao)大(da)(da),給鑄件(jian)的(de)(de)生產(chan)帶來較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)工(gong)藝難度(du)。特別是當(dang)含(han)量處(chu)于 4%―5%時熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)最大(da)(da),超過這個含(han)量是的(de)(de)熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)降(jiang)低(di)(di)(di)。通過添(tian)加中(zhong)間(jian)(jian)(jian)合(he)(he)金(jin)(jin)細化(hua)晶粒(li),可以(yi)(yi)降(jiang)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)。通過利用原位反應合(he)(he)成技術制備(bei) Al-Ti-B 中(zhong)間(jian)(jian)(jian)合(he)(he)金(jin)(jin)晶粒(li)細化(hua)劑(ji)細化(hua) ZL201 合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)鑄造(zao)組織(zhi)(zhi),可以(yi)(yi)基(ji)本消除(chu)晶界三元(yuan)共(gong)晶組織(zhi)(zhi),改(gai)善(shan)雜(za)質分布,大(da)(da)大(da)(da)減少鑄造(zao)缺陷,大(da)(da)幅度(du)提高(gao)(gao)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。通過控制合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)凝(ning)固條件(jian),當(dang)平均凝(ning)固速度(du)提高(gao)(gao)時,二(er)次枝晶間(jian)(jian)(jian)距和(he)枝晶大(da)(da)小都(dou)降(jiang)低(di)(di)(di),也可以(yi)(yi)降(jiang)低(di)(di)(di)熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)。ZL201 合(he)(he)金(jin)(jin)為固溶(rong)性(xing)(xing)(xing)合(he)(he)金(jin)(jin),凝(ning)固溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)(jian)(jian)較(jiao)寬,熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang)較(jiao)大(da)(da),鑄造(zao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)較(jiao)差(cha)(cha)。ZL201 合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)較(jiao)高(gao)(gao),熱(re)(re)處(chu)理后(hou)強度(du)可以(yi)(yi)達到 300~400MPa。可用作承受大(da)(da)的(de)(de)動載荷和(he)靜載荷的(de)(de)零件(jian),也可用于 300℃以(yi)(yi)下溫(wen)(wen)度(du)工(gong)作的(de)(de)零件(jian),用途很廣。 

   鋁合金鑄造成形方法  

  在(zai)鋁(lv)合金(jin)鑄(zhu)件的生產(chan)過程(cheng)中(zhong),表面(mian)(mian)和尺寸精度(du)要(yao)求不是(shi)很高(gao)或者批量很小的零件多(duo)采用(yong)砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)造,尤其是(shi)一(yi)些外形復雜,內部有彎曲管道的復雜異形鑄(zhu)件。鋁(lv)合金(jin)砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)造多(duo)采用(yong)粘土砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)(xing)和有機粘結劑型(xing)(xing)(xing)(xing)砂(sha)(sha),下面(mian)(mian)重點介紹這兩種造型(xing)(xing)(xing)(xing)和造芯方法。 

  (1)、粘土砂型 鋁合金鑄造

  粘土(tu)砂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)根據合箱和(he)(he)澆注(zhu)時(shi)的狀態不同(tong)分為(wei)濕(shi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、表(biao)面烘(hong)(hong)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)三種。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)造好(hao)的砂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不經(jing)過烘(hong)(hong)干(gan),直接(jie)澆入(ru)高溫金(jin)(jin)屬液;干(gan)砂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)在合箱和(he)(he)澆注(zhu)前將整個(ge)砂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)烘(hong)(hong)干(gan);表(biao)面烘(hong)(hong)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)只在澆注(zhu)前對型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腔表(biao)面層(ceng)采用(yong)適當的方(fang)法烘(hong)(hong)干(gan)一定深度。鋁(lv)合金(jin)(jin)與鎂合金(jin)(jin)鑄件、小(xiao)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鑄鐵(tie)件的生(sheng)產(chan)(chan)常使用(yong)濕(shi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)生(sheng)產(chan)(chan)周期(qi)縮(suo)短,生(sheng)產(chan)(chan)率高,并(bing)節省投(tou)資和(he)(he)能耗,特別適合于(yu)機械(xie)化和(he)(he)自(zi)動(dong)(dong)化生(sheng)產(chan)(chan)。干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)由于(yu)烘(hong)(hong)干(gan)能夠顯著的降低發(fa)氣(qi)量(liang),大大減少(shao)了氣(qi)孔、砂眼、夾砂等缺陷。但是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)周期(qi)長,需要烘(hong)(hong)干(gan)設備(bei),增加燃料消(xiao)耗,惡(e)化勞動(dong)(dong)條件,難于(yu)實現(xian)機械(xie)化和(he)(he)自(zi)動(dong)(dong)化。干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)主(zhu)要用(yong)于(yu)質量(liang)要求高、結(jie)構復雜的中(zhong)(zhong)大型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鑄件的單間(jian)小(xiao)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)(chan)。表(biao)面烘(hong)(hong)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)介于(yu)濕(shi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之間(jian),常用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)(zhong)大型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鋁(lv)合金(jin)(jin)鑄件。 

  (2)、有機粘結劑砂(sha)砂(sha)型(xing)和砂(sha)芯 

  有機(ji)粘結(jie)(jie)劑(ji)(ji)型(芯(xin)(xin)(xin)(xin))砂(sha)種類很多,現在通常使用(yong)(yong)的(de)(de)是合(he)成樹脂粘結(jie)(jie)砂(sha)。按粘結(jie)(jie)劑(ji)(ji)的(de)(de)硬(ying)化(hua)(hua)工藝和(he)(he)硬(ying)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)分為(wei)模(mo)具(ju)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)硬(ying)和(he)(he)模(mo)具(ju)內(nei)(nei)熱(re)硬(ying),模(mo)具(ju)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)硬(ying)包(bao)括吹氣冷(leng)(leng)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)和(he)(he)自(zi)硬(ying)冷(leng)(leng)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he),模(mo)具(ju)內(nei)(nei)熱(re)硬(ying)包(bao)括熱(re)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)和(he)(he)熱(re)殼(ke)法(fa)(fa)。熱(re)殼(ke)法(fa)(fa)采(cai)用(yong)(yong)覆膜砂(sha),覆膜砂(sha)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)流動性(xing)和(he)(he)存(cun)放(fang)性(xing),制作的(de)(de)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)(xin)強度(du)(du)高(gao)、尺寸精度(du)(du)高(gao),能(neng)夠獲得較(jiao)好(hao)的(de)(de)鑄(zhu)件表(biao)面質量。其(qi)不僅用(yong)(yong)于造型,更主要的(de)(de)是用(yong)(yong)于造芯(xin)(xin)(xin)(xin)。殼(ke)法(fa)(fa)工藝特別(bie)適合(he)制造出大的(de)(de)中空殼(ke)芯(xin)(xin)(xin)(xin)。砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)存(cun)放(fang)性(xing)好(hao),透氣性(xing)好(hao)。但(dan)必須采(cai)用(yong)(yong)金屬型,耗能(neng)較(jiao)高(gao),生產環境較(jiao)差。熱(re)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)和(he)(he)溫(wen)(wen)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)制芯(xin)(xin)(xin)(xin),是用(yong)(yong)液(ye)態熱(re)固性(xing)樹脂粘結(jie)(jie)劑(ji)(ji)和(he)(he)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)配(pei)制成的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)(xin)砂(sha),填入加(jia)熱(re)到一定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)內(nei)(nei),其(qi)粘結(jie)(jie)劑(ji)(ji)在很短時間(jian)即可縮聚而硬(ying)化(hua)(hua)。熱(re)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)硬(ying)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)在 200-250℃之間(jian),溫(wen)(wen)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)法(fa)(fa)是指(zhi)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)(he)溫(wen)(wen)度(du)(du)低于 175℃的(de)(de)造芯(xin)(xin)(xin)(xin)方法(fa)(fa)。 

  除了最常用的砂型鑄造和金屬型鑄造外,鋁合金還有很多鑄造方法。比如壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、調壓鑄造、石膏型精密鑄造、消失模鑄造等。與其他反重力鑄造技術相比具有真空除氣、調壓充型、正壓凝固的特點,使其相比差壓鑄造和真空吸鑄具有更好的充型能力,針孔控制能力。 汽車空調配件

  當然,和(he)其他金(jin)(jin)屬相比較(jiao)鋁的(de)比強度高,表(biao)面可以形成(cheng)嚴密的(de)氧(yang)化膜(mo)這樣具有一定的(de)抗腐蝕(shi)性,如(ru)今(jin)鋁合(he)金(jin)(jin)發(fa)展迅速,逐漸(jian)代替鋼(gang)鐵材料適用于現在的(de)各個領域(yu)(yu)。而(er)且鑄造(zao)鋁合(he)金(jin)(jin)在汽車、輪船、特別是一些(xie)航(hang)天(tian)航(hang)空領域(yu)(yu)更加適用明顯(xian),具有無比廣闊的(de)前景。總之我(wo)們需要進一步提高合(he)金(jin)(jin)的(de)性能,確保生產出合(he)格的(de)鑄件。 


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